[實(shí)用新型]垂直式表面粗糙度測頭及表面粗糙度儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020564296.0
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN212158499U
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張樹;施玉書;皮磊;史舟淼;高思田;李偉;李琪;李適;黃鷺
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量科學(xué)研究院
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;G01B5/14;G01L1/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張德才

本實(shí)用新型公開了一種垂直式表面粗糙度測頭及表面粗糙度儀，垂直式表面粗糙度測頭包括固定架、移動(dòng)架、位移測量模塊、針桿、觸針和導(dǎo)向裝置，移動(dòng)架豎向滑動(dòng)連接于固定架上，移動(dòng)架上設(shè)置針桿，移動(dòng)架的底板上設(shè)有導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置能夠用于對針桿進(jìn)行豎向?qū)蛞苑乐贯槜U擺動(dòng)，針桿的底端固定設(shè)置有觸針，針桿穿過導(dǎo)向裝置，觸針貫穿移動(dòng)架的底板，位移測量模塊用于測量針桿豎直方向上的移動(dòng)距離；表面粗糙度儀包括架體、移動(dòng)裝置和上述的垂直式表面粗糙度測頭。本實(shí)用新型中，觸針與針桿在導(dǎo)向裝置的作用下，測量過程中始終與工件表面垂直，操作簡便、測量精準(zhǔn)程度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種垂直式表面粗糙度測頭及表面粗糙度儀。

背景技術(shù)

表面粗糙度是一項(xiàng)用以描述零件微觀幾何形狀誤差的技術(shù)指標(biāo)，也是一種評定機(jī)械加工工藝的重要方法。在精密機(jī)械、儀器儀表、超精密加工等制造領(lǐng)域中，表面粗糙度都是一個(gè)被重視的參數(shù)，其測量理論研究與測量儀器研發(fā)一直是人們所關(guān)心的重點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中一般采用杠桿式觸針式粗糙度測量儀，測量原理是通過觸針與待測工件表面相對運(yùn)動(dòng)后，使觸針在垂直方向上隨著被測工件表面起伏，再利用傳感器測量這種微小起伏，經(jīng)過信號處理最終得到被測工件的表面信息，但杠桿觸針式粗糙度測量儀由于其測量結(jié)構(gòu)特性，導(dǎo)致其測量表面高度起伏變化時(shí)存在著不可避免的余弦誤差，最終影響粗糙度測量儀的整體精度，雖然這種系統(tǒng)誤差是可以通過角度傳感器等一些手段補(bǔ)償，但在納米測量領(lǐng)域，這仍是不可避免的誤差，且會(huì)在對儀器不確定度整體評估時(shí)，引入更多的不確定度，系統(tǒng)噪音也較大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種垂直式表面粗糙度測頭及表面粗糙度儀，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使裝置操作簡便、測量的精準(zhǔn)程度高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：

本實(shí)用新型提供一種垂直式表面粗糙度測頭，包括固定架、移動(dòng)架、位移測量模塊、針桿、觸針和導(dǎo)向裝置，所述移動(dòng)架豎向滑動(dòng)連接于所述固定架上，所述移動(dòng)架包括頂板、豎板和底板，所述豎板的兩端分別與所述頂板和所述底板固定連接，所述針桿的頂端與所述頂板彈性連接，所述底板上設(shè)有所述導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置能夠用于對所述針桿進(jìn)行豎向?qū)蛞苑乐顾鲠槜U擺動(dòng)，所述針桿的底端固定設(shè)置有所述觸針，所述針桿穿過所述導(dǎo)向裝置，所述觸針貫穿所述底板，所述位移測量模塊用于測量所述針桿豎直方向上的移動(dòng)距離。

優(yōu)選的，所述位移測量模塊包括反射部和激光干涉儀，所述反射部為固定設(shè)置在所述針桿頂端的鍍銀層，所述反射部與所述針桿的中心線垂直設(shè)置，所述激光干涉儀的光路中心與所述針桿的中心線重合。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)向裝置包括垂直基準(zhǔn)模塊，所述針桿上沿周向設(shè)有多個(gè)所述導(dǎo)向半球，所述垂直基準(zhǔn)模塊包括多個(gè)滑塊，所述滑塊的數(shù)量與所述導(dǎo)向半球的數(shù)量相同，各所述滑塊的內(nèi)壁設(shè)有V形凹槽，各所述V形凹槽的兩側(cè)壁均與一個(gè)所述導(dǎo)向半球點(diǎn)接觸，所述移動(dòng)架的底板上設(shè)有至少一個(gè)定位銷，至少一個(gè)所述滑塊上設(shè)有定位孔且所述定位銷能夠伸入所述定位孔中。

優(yōu)選的，所述頂板的底面固定設(shè)置有振膜，所述針桿的頂端與所述振膜的中心通過環(huán)氧樹脂薄層粘接。

優(yōu)選的，包括壓力控制模塊，所述壓力控制模塊包括距離調(diào)節(jié)裝置和壓力傳感器，所述固定架上固定設(shè)置有距離調(diào)節(jié)裝置，所述距離調(diào)節(jié)裝置豎直設(shè)置，所述距離調(diào)節(jié)裝置通過沿豎直方向微調(diào)所述移動(dòng)架來調(diào)節(jié)所述觸針與待測工件表面的距離，所述距離調(diào)節(jié)裝置的底端頂緊在所述頂板的上表面上，所述壓力傳感器設(shè)置于待測產(chǎn)品下方用于監(jiān)測待測樣品所受壓力。

優(yōu)選的，所述彈性連接件為彈簧，所述彈簧處于拉伸狀態(tài)，各所述彈簧豎直設(shè)置且各所述彈簧關(guān)于所述距離調(diào)節(jié)裝置對稱設(shè)置。

優(yōu)選的，所述距離調(diào)節(jié)裝置為深度千分尺，所述深度千分尺的測微螺桿頂緊在所述頂板上，所述深度千分尺的尺架與所述固定架固定連接。